[發明專利]中子衍射同步檢測織構和應力的方法和系統

在審

• 申請號: 202310296747.5
• 申請日: 2023-03-23
• 公開（公告）號: CN116380955A
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 鐘圣怡;王柏樺;林皓;翟昊宇;盛普聰
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01N23/207
• 分類號: G01N23/207;G01L1/25
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 李源

本發明提供了一種中子衍射同步檢測織構和應力的方法和系統，包括：步驟1：獲取各相的晶體結構類型和中子衍射檢測織構所需極圖數目及晶面；步驟2：進行中子衍射檢測，得到材料織構信息；步驟3：獲取待測織構分量及待測晶面，計算待測織構分量的待測晶面在對應晶面極圖中的具體位置；步驟4：獲取檢測織構的晶面極圖、極圖掃描范圍及掃描步長；步驟5：進行中子衍射數據采集；步驟6：計算材料不同織構分量的三維內應力場；步驟7：將得到的中子衍射數據投影至晶面極圖，并利用晶體結構的對稱性及數學過程將其補全為完整的晶面極圖。本發明程度降低了織構?應力同步檢測的工作量，提高了織構?應力同步檢測效率。

技術領域

本發明涉及中子衍射技術領域，具體地，涉及一種中子衍射同步檢測織構和應力的方法和系統。

背景技術

材料內部的三維內應力場對材料微觀結構(如織構)的演化存在一定影響，而織構又會對材料內部的三維內應力場有所影響，因而研究織構-應力之間的相互作用對優化材料性能具有重要作用。但基于中子衍射技術測量織構和材料內部的三維應力場一般是獨立進行的，受到測試方法的限制，較難實現二者的同步測量。

現有技術中(2002年4月的期刊Acta?Materialia第1717-1734頁公開了應變取向分布函數法；2010年1月的期刊Acta?Materialia第499-509頁公開了晶粒取向法；申請號為201710701324.1的中國專利，公開了一種原位中子衍射應力及織構復合測試方法)的晶粒取向法可實現材料中不同織構分量的三維內應力場的檢測和分析，但無法獲取織構信息，需要再行檢測織構；應變取向分布函數法可實現應變和織構的同步測量和分析，該方法利用球諧函數分析極圖得到應變取向分布函數或應變極圖，測試工作量大且數據分析復雜，難以應用在原位中子衍射實驗中；應力及織構復合測試方法公開了一種可實現原位中子衍射實驗和織構檢測同步進行的機械裝置，但沒有報道應力-織構同步測試的方法。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種中子衍射同步檢測織構和應力的方法和系統。

根據本發明提供的中子衍射同步檢測織構和應力的方法，包括：

步驟1：判定待測材料為單相或多相，獲取各相的晶體結構類型和中子衍射檢測織構所需極圖數目及晶面；

步驟2：進行中子衍射檢測，得到材料織構信息；

步驟3：獲取待測織構分量及待測晶面，計算待測織構分量的待測晶面在對應晶面極圖中的具體位置；

步驟4：獲取檢測織構的晶面極圖{hkl}、極圖掃描范圍(X,Φ)及掃描步長(θ,η)；

步驟5：進行中子衍射數據采集，若開展原位中子衍射實驗，待原位加載條件達到設定值后再進行中子衍射數據采集；

步驟6：計算材料不同織構分量的三維內應力場；

步驟7：將得到的中子衍射數據投影至{hkl}晶面極圖，并利用晶體結構的對稱性及數學過程將其補全為完整的{hkl}晶面極圖。

優選的，所述步驟3包括：

步驟3.1：根據材料織構信息，選取待測織構分量{abc}uvw；

步驟3.2：根據待測織構分量及其晶體結構，確定待測織構分量的待測晶面族{hkl}及晶面(hkl)，檢測織構分量的三維內應力場；